【2017年整理】h炼油设备腐蚀与防护专题.docVIP

PAGE PAGE 97 炼油设备腐蚀与防护专题 前面我们主要讲述了“金属腐蚀”的基本理论以及腐蚀防护的原则和方法。本部分主要结合我们的专业特点，利用前面所讲的基本理论，来分析探讨有关炼油厂中的腐蚀情况以及采用的相关防腐措施。 炼油系统中的主要腐蚀介质 炼油系统中的腐蚀介质主要来自于原油中的无机盐、硫化物、环烷酸、氮化物、微量金属元素以及石油开采和炼制过程中的各种添加剂等，在原油加工过程中，这些物质会变成或分解成为活性腐蚀介质腐蚀设备。 无机盐类 原油中的无机盐类主要有NaCl、MgCl2、CaCl2等，盐类的含量一般为(5～130)×10-6，其中NaCl约占75%、MgCl2约占15%、CaCl2约占10%左右，随原油产地的不同，Na、Mg、Ca盐的含量会有很大的差异。原油加工过程中，这些无机盐会水解成HCl腐蚀设备，发生水解的反应式如下： 钠盐通常在蒸馏的情况下不会水解，但当原油中有环烷酸和某些金属元素存在时，在300℃以前就有可能水解成HCl。 硫化物 原油中存在的硫化物主要有硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物以及环状硫化物等。胜利油以及中东油的含硫量都非常高，原油加工的过程中，硫化物会受热分解成硫化氢而产生腐蚀，硫化氢的生成量主要是由总硫含量、硫的种类及温度等众多因素决定的，但硫化氢的生成量与总的硫含量不成正比。 环烷酸 环烷酸是一种存在于石油中的含饱和环状结构的有机酸，其通式为RCH2COOH，石油中的酸性化合物包括环烷酸、脂肪酸、以及酚类，而以环烷酸的含量最多，故一般称石油中的酸为环烷酸，因此石油中的酸是一种非常复杂的混合物，其分子量的差别很大，在180～700之间，又以300～400之间的居多，其沸点范围大约在177～343℃之间。 氮化物 原油中的氮化物主要有吡啶、吡咯及其衍生物。这些氮化物在常减压装置中很少分解，但在深度加工如焦化和催化裂化等装置中由于催化剂和温度的作用，则会分解为可挥发性的氨及氰化物，对设备产生腐蚀。 其他腐蚀介质 = 1 \* GB2 ⑴ 氢 在高温临氢设备以及与含水H2S溶液接触的设备中，会有加入氢和析出氢的过程。氢的存在能引起设备的氢损伤、氢脆、氢鼓泡、表面脱碳及氢腐蚀等。 = 2 \* GB2 ⑵ 有机溶剂 炼油厂的气体脱硫和润滑油精制等过程中，均要用到某些有机溶剂，如糠醛、乙酰胺等。一般说来，这些有机溶剂对炼油厂的设备无腐蚀作用，但在生产过程中，有些有机溶剂能发生降解、聚合或氧化，产生某些腐蚀介质。 常减压装置的腐蚀与防护 常减压装置的工艺流程 常减压蒸馏装置是将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置，因为是整个炼油工艺的第一个加工工序，因此又称为炼油厂的“龙头”。因此该装置操作平稳与否，会直接影响整个炼油厂的正常生产。 常减压装置的原则流程见图1。原油首先进入一换热器组，与产品或回流油换热，并注入洗涤水或破乳剂，达到一定温度（100～140℃）后进入脱盐罐。脱盐后原油继续进入另一换热器组，与系统中的高温热源换热后进入常压加热炉。有些装置有初馏塔或闪蒸塔，闪蒸出部分轻组分以后再进入常压炉，加热到一定温度后经转油线进入常压分馏塔，在此塔中将原油分馏成汽油、煤油、柴油，有时还有部分蜡油及常压渣油等组分。产品经汽提及必要的酸碱精制后送入储罐。常压渣油经塔底泵入减压炉加热后，经转油线入减压分馏塔分馏成蜡油和渣油。 图1 常减压蒸馏装置流程图 常减压装置出现的主要腐蚀类型 低温部位的腐蚀 = 1 \* GB2 ⑴ HCl-H2S-H2O系统的腐蚀 在炼油厂中一般以250℃为界线，常减压装置的初馏塔和常减压塔顶部及塔顶的冷凝冷却系统，温度一般在100℃左右，为低温腐蚀，主要是由于原油中的无机盐引起的，属于HCl-H2S-H2O环境介质的腐蚀。腐蚀形态表现为对碳钢为普遍减薄；对Cr13为点蚀；对1Cr18Ni9Ti为氯化物应力腐蚀开裂。 硫化氢和氯化氢在没有水存在时，对设备几乎没有腐蚀。在气相变液相的部位，出现露水后，则会出现HCl-H2S-H2O型的腐蚀介质。HCl与H2S相互促进，因为Fe与H2S生成的FeS保护膜后，HCl又与FeS发生反应，破坏该保护膜，使腐蚀进一步发展。该类型的腐蚀对设备的腐蚀相当严重。 = 2 \* GB2 ⑵ 低温烟气的露点腐蚀 这类腐蚀主要发生在加热炉、锅炉空气预热器的低温部位。加热炉、锅炉用的燃料中含有硫化物，一般含量在1～2.5%，硫燃烧后全部生成SO2，由于燃烧室中由过量的氧气存在，所以又有少量的SO2进一步再与氧化合形成SO3。在通常的过剩空气系数条件下，全部SO2中约有1～3%转化成SO3。在高温烟气中的SO3不腐蚀金属，但当烟气温度降到400℃以下，将与水蒸气化合生成稀硫酸，其反应式如下： 烟气的温度继续下降，当降至150～